【调研】电动汽车高压熔断器行业调研报告

导语

近年来，中国电动汽车用熔断器从技术探索期到起步期，产品也逐渐完善，市场规模也逐渐增长，一览众咨询预计到2020年中国电动汽车熔断器市场规模将达到20亿元。

工作原理

熔断器有交流和直流用途之分，交流应用于工业配电系统。车载的锂电池、储能电容、电动机、变流器和电控线路均属直流系统，都需要直流类型的熔断器做短路保护，才能保证安全可靠的正常运行和超强能力的短路开断效果。根据目前电动汽车行业使用的熔断器，大多数车型的系统最大电压一般为700VDC 以下，也有少数车型的会略高于此电压，所以用于电池保护的熔断器可分为500VDC 和 700VDC两种为主，电流等级多以200A~400A。

电动汽车的锂电池、储能电容、电动机、变流器等重要装置，以锂电池系统最为关键也最为昂贵，而且车内高压电缆的路径很短，发生短路故障时会在1-2毫秒(ms)内形成强大的浪涌冲击电流(约5-10KA以上)，必须在极短瞬间安全切断短路电流，消除高压电弧的破坏能量，才能有效防止锂电池与半导体装置因急剧过热引发的爆炸泄漏和起火燃烧。

电动汽车高压配电盒中，输出端主要连接汽车辅助电源系统，在配电盒内部一般情况下会包括电加热风机支路，空调压缩机支路，DC/DC支路及充电机支路。这4个支路上，每个支路都需要安装线路保护熔断器，目的是在各负载发生短路时能够及时切断电源保护线路，避免车辆火灾发生。熔断器以体积小、抗震好、价格低的综合优点，得到了广泛认可和大量使用，成为国内外公认的担当电动汽车短路保护的主要元器件。电动汽车主动力传递路线是:蓄电池-变流器-调速器-电动机，主熔断器身兼4重保护职责。

图表 1  电动汽车高压回路结构及熔断器使用场景

目前，aR半导体短路保护的直流快速熔断器，以其动作灵敏、瞬间熔断，灭弧彻底等优点，显然能最大范围的兼容动力蓄电池、储能电容、电动机、电子器件与电控线路的综合保护需要，应该是目前所有电动汽车普遍适用的唯一优化选项。

行业标准

按照国际电工委员会颁布的IEC 60269熔断器系列标准(与国标GB/T 13539系列等效)的规定，熔断器在符合基本要求(GB/T 13539.1)的基础上，分为专业人员(GB/T 13539.2)、非熟练人员(GB/T 13539.3)和半导体器件(GB/T13539.4)三大使用类型，又区分为“全范围过载和短路保护”与“局部范围短路保护”两大类别，再细分为后备特性(aM--延时短路保护)，一般用途特性(gG--工业配电全范围保护)，速断特性(gR--半导体过载与短路保护、aR--半导体短路保护、gS--半导体线路保护)，按熔化分断的速度差异设定了3个熔断特性等级。

2001年我国国家标委会就制定发布了GB/T18384.2-2001《电动汽车安全要求》第2部分：功能安全和故障防护和GB/T17531-2005《混合动力电动汽车安全要求》两个国家标准，针对电动汽车电流保护作出相关规定。

2015年3月公布实施的《汽车动力蓄电池行业规范条件》第六条“质量保证能力要求”规定“企业应通过TS16949质量体系认证，编制并执行生产一致性控制计划”。作为电动汽车重要器件的供货方--熔断器生产厂商，也须通过TS16949质量体系认证，未获得该项认证就不具有合格供应商资格，熔断器品质一致性就无法充分保证。

由于熔断器在电动汽车上的应用还处于起步阶段，相关行业及产品标准制定还处于探索期，企业在标准缺失的背景下，也各自为政，试图先入为主树立行业标杆形象，建立行业标准。

市场格局

全球断路器和熔断器市场按照安装的电压等级可分为低，中，高压断路器。通过灭弧介质类型，断路器市场可以划分为空气、真空、石油和SF6断路器。另外，熔断器市场分割成低电压熔断器和高压熔断器。低压熔断器被进一步细分为插入式熔断器和管状熔断器。低压断路器是2014年全球断路器市场的主要贡献者，这一增长主要归因于电网庞大而快速的发展。

根据透明度市场研究发布的一份新的市场报告“断路器和熔断器--全球产业分析、规模、份额、成长、趋势和预测2015年--2021年”。2014年断路器和熔断器市场价值达207.5亿美元，到2021年预计将达到311.1亿美元，从2015至2021年期间，以6％的复合年增长率不断增长。

从地理的角度来说，断路器和熔断器市场已经大致划分为北美、欧洲、亚太地区和世界其他地区（ROW）。2014年北美地区是断路器和熔断器市场的最大贡献者，北美市场占到了市场总份额的34.8％。北美市场对断路器和熔断器需求不断上升，很可能会在将来呈现大幅度增长。

近年来，中国电动汽车用熔断器从技术探索期到起步期，产品也逐渐完善，市场规模也逐渐增长，一览众咨询预计到2020年中国电动汽车熔断器市场规模将达到20亿元。（详细测算见一览众咨询出版的《2016-2020年中国电动汽车用熔断器行业投资价值报告》）

主要企业

电动汽车用直流高压熔断器价格稍高，需在能够有效保护各系统回路的同时，禁止熔断器非正常熔断现象发生。在直流高压快速熔断器领域，国外企业占有优势，其在工业及传统汽车领域积累的技术及市场优势，能快速地进入电动汽车领域，目前国内车企大多与国外的熔断器企业合作。

国产直流熔断器的分断能力及保护特性均能够满足IEC（国际电工标准化机构）或其他通用标准，与相同用途的进口产品差别不大。但在相关ROHS（电子电器设备中限制使用某些有害成分的指令）认证、极端条件测试、系列产品的自动化生产方面，仍略有差距。

国内专业生产熔断器的企业约200家左右，能批量供应电动汽车领域的不到10家，市场处于刚起步阶段。（电动汽车熔断器详细名录见一览众咨询出版的《2016-2020年中国电动汽车用熔断器行业调研报告》）

图表 2  主要熔断器企业